资源描述
{
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-
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数学参考答案
一、单项选择题(本大题共 8 小题,每小题 5 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,只
有一项符合题目要求)
题号
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
D
A
C
A
B
B
C
C
【
解析】
1
+ i
1
2
.因为 z =
=1- i,所以 z + i =1 ,故选 D.
i
ì
ü
1
.因为 A ={x | 3x2 -10x + 3 < 0} = íx < x < 3ý , A Í (0,π) ,所以sin x > 0 ,充分性成立;若
3
þ
î
sin x > 0 ,则 xÎ(2kπ,π + 2kπ)(k ÎZ) ,必要性不成立,故选 A.
3
. A 选项,直线 a,b,c 在同一平面才能推出 a∥b ,故 A 错 误;B 选项,若 a,b 为一底面为a
的圆锥的两条母线,则 a,b 与 a 所成角相同,此时 a,b 相交,故 B 错误;D 选项,若
a∥a,b Ì a ,则 a,b 平行或异面,故 D 错 误;C 选项,在平面a,b 中分别存在直线 m,n
(
异于b ),使 得 m∥a,n∥a ,则 m∥n ,可推出 m∥b ,从而得到 m∥b ,故 a∥b ,故选 C.
4
5
.用水在 10.2t 以下的居民用户所占比例为3´ (0.077 + 0.107 + 0.043) = 0.681,故 a <10.2 .由
0
.681- 0.60 = 0.043´ (10.2 - a) 得 a » 8.3,故选 A.
2
æ
è
1 ö
. f (x) = x
是 偶 函 数 且 在 (0,+ ¥) 上 单 调 递 增 , 所 以 b = f çlog ÷ = f (log 2) , 而
3
3
3
2
ø
-1
2
1
1
2
1
5
=
<
,所以 a < c ; log3 2 > log3 3 = ,所以 c < b ,故选 B.
5
2
6
7
.因为直线l:x - my +1= 0与l :mx + y - m + 2 = 0 分别过点 (-1,0),(1,- 2) ,且两直线垂直,
1
2
所以点 P 的轨迹为圆心在C(0,-1) ,半径 r = 2 的圆(除去点 (1,0) ).因为| AC |= 2 ,所以
PA| 最大值为| AC | +r = 2 + 2 ,故选 B.
.取 AB 中点O , PO 的三等分点O (靠近O ),则O ,O 分别为平面 ABC ,平面 PAB 与
|
1
1
2
1
1
2
3
球O 截面圆的圆心.由 AB = 2,PC = 7 可得 PO = 3 ,CO =1,O O =
,再由余弦定
1
1
1
2
3
数学参考答案·第 1 页(共 11 页)
1
+ 3 - 7
3
理得 cosÐPO1C =
= - ,即ÐPO C =150° ,所以 ÐOO O = 60° ,在 △OO O 中可
1
1
2
1
2
2
3
2
2
æ
ö
2
3
2 3
7
3
28π
得OO1 =
,故 R2 = OC
2
= ç
÷ +12
=
,所以球O 的表面积为
,故选 C.
3
è 3 ø
3
8
.设右焦点坐标为 F (c,0) ,OF g OA = OF g (OF + F A) = -c2 ,因为OF g OF = -c2 ,所以
2
1
1
2
2
1
2
3
OF g F A = 0,所 以 AF ^ F F . 在 直 角 △AF F 中 , 由 直 线 l :y =
(x + c) 可 得
1
2
2
1
2
1
2
3
4
3c
2 3c
2 3c
Ð
AF F = 30° , 所 以
=
=
-
=
=
AF
,AF2
, 又 因 为
AF
AF2
2a , 所 以
1
2
1
1
3
3
3
c = 3a .在△BF1F
中,
BF1
2
+ 4c2 - 2BF1 ´ 2c´ cos30° = BF
2
2
BF = x,BF = x + 2a
,设
,
2
1
2
u
uur
uuur
4
4 3c
1
1
则 (4a + 2 3c)x = 4c2 - 4a2 ,又 c = 3a ,解得 x = a =
,所以 BF1 = AF , F B = F1 A ,
1
1
5
15
5
5
1
故 l = ,故选 C.
5
二、多项选择题(本大题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分.在每小题给出的四个选项中,有
多项符合题目要求,全部选对的得 6 分,部分选对的得部分分,有选错的得 0 分)
题号
答案
9
10
11
ACD
BD
BC
【
解析】
3
π
π
π
2
2π
3
9
.由五点作图法知, w +
=
,解得 w = ,于是 T =
= 3π ,故选项 A 正确;由于
8
4
2
3
2
2
2 æ
3 è
π ö
4 ø
æ 2
è 3
π ö
6 ø
æ 2
è 3
π ö
4 ø
y = cos x , cos ç x + ÷ = cosç x + ÷ ¹ cosç x + ÷ ,故选项 B 错误; y = f (x) 的图象
3
æ
è
3π
ö
ø
æ 3π
ö
ø
关于点 ç ,0÷ 对称,故点 ç - x ,- y ÷ 也在 y = f (x) 的图象上,故选项 C 正确;
0
0
8
è
4
3
π
æ 3π
ö
ø
y = f (x) 的图象关于 x = - 对称,故点 èç- - x ,y ÷ 在 y = f (x) 的图象上,故选项 D
0
0
8
4
正确,故选 ACD.
数学参考答案·第 2 页(共 11 页)
(x -1)2 + y2
x
2
y
2
1
2
1
0 . 设 P(x,y) , 则
=
, 化 简 得 :
+
=1 , 所 以 点 P 的 轨 迹 为 以
|
x - 4 |
4
3
A(-1,0),B(1,0)
,
为焦点的椭圆, a = 2,b = 3 c =1,A 错误;当 P 为短轴端点时,
1
△
PAB 面积取到最大为: ´ 2c´b = bc = 3 ,B 正确;若 ÐAPB = 90° ,点 P 在以 AB 为
2
x
2
y
2
+
=1 内部,所以这样的点 P 不存在,C 错误;作
直径的圆上,因为该圆在椭圆:
4
3
2
|PB| = |PP¢| ,|PO| + 2|PB| =| PO | + | PP¢|≥| OP¢| ≥4 ,即当点 P 为右顶点
PP¢ ^ l于P¢ ,则
时,取到最小值 4,D 正确,故选 BD.
1
1 .由 AP = l AB + m AD ,其中 l Î[0,1],m Î[0,1] 可知,点 P 在底
æ
è
1 ö
2 ø
1
l
= 0,m Îç0, ÷
, P 在 AD 上,且 | AP |< ,如
面 ABCD 上,当
2
图 1,平面 D1PQ 截正方体所得截面为五边形,所以 A 错 误;当
+ m = 2
l
时, l =1,m =1,点 P 与点 C 重合,在正方体中, A1C
^
图 1
平面 D B A ,所以此时 A P ^ 平面 D B A ,所以 B 正 确;当 + m =1时,点 P在BD 上,将
l
1
1
1
1
1
等边三角形 DBC 向下翻折到正方形 ABCD 所在的平面,当 A,P,C 共线时, PC + PA 取
1
1
1
2
+ 6
21
6
21
6
得最小值为
,所以 C 正确;当OP =
时,以点O 为球心,半径为
作球,
2
该 球 与 底 面 ABCD 的 截 面 圆 如 图 2
, P
的 轨 迹 为
3
1
»
»
»
»
=
LE ,FG ,HI ,JK ,
O1E
=
OE2 OO
-
2
1
=
,
O1M
,
3
2
3
π
EF = 2 O1E2 - O1M
2
=
,ÐEO1F = ,所以动点 P 的轨迹长度为
3
3
图 2
æ
è
π ö
2π - 4´ ÷´
3 ø
3
2 3
9
=
π ,D 错误,故选 BC.
ç
3
三、填空题(本大题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 分)
题号
12
13
14
数学参考答案·第 3 页(共 11 页)
3
5
答案
解析】
π
(2 2,+ ¥);(3,+ ¥)
【
1
0
2.因为圆锥的底面积为 ,所以底面圆半径为 1,又因为 cosq =
π
,所以母线长为 10 ,
1
1
0
1
求得圆锥的高 h = 10 -1 = 3,所以体积V = sh = π .
3
2
π
3
1
2
15 3
4
1
3.因 为 A =
, 所 以 sin A =
, 又 S△ABC
=
bcsin A =
, 故 bc =15, 解 方 程 组
3
2
ì
b - c = 2,
sinC
3
5
得b = 5,c = 3,
=
.
í
bc =15,
î
sin B
1
2x2 - ax +1
1
4 . f ¢(x) = + 2x - a =
, x > 0 . 设 两 极 值 点 为 x ,x , 其 中 x < x . 则 :
1
2
1
2
x
x
a
1
D
= a2 - 8 > 0 , 且 x + x = > 0 , x x = > 0 , 解 得 : a > 2 2 , 此 时 极 小 值 为
1
2
1
2
2
2
1
f (x ) = ln x + x2 - ax + 2. 由 于 f ¢(x ) = 0 , 所 以 a = 2x + , 故 f (x ) = ln x + x2
-
2
2
2
2
2
2
2
2
2
x2
æ
1 ö
-
1 2x2
1
x ç2x + ÷ + 2 = ln x - x2 +1< 0 .令 g(x) = ln x - x2 +1,则 g¢(x) = - 2x =
,所
2
2
2
2
x2
x
x
è
ø
æ
ö
2
1
2
以 g(x) 在 ç
,+ ¥÷ 上 单 调 递 减 . 由 x x = 知 x2 >
, 于 是 x2 >1, 从 而
ç
÷
1
2
2
2
2
è
ø
1
a = 2x2 + > 3 .故第一空为 (2 2,+ ¥) ,第二空为 (3,+ ¥) .
x2
四、解答题(本大题共 5 小题,共 77 分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
1
5.(本小题满分 13 分)
解:(1) X 的所有可能取值为 0,1,2,其中
1
3
C
C
2
2
2
4
2
3
C
C
2
3
2
4
7
P(X = 0) =
P(X =1) =
P(X = 2) =
´
+
´
=
,
18
1
C
1
2
C
1
2
2
3
C
1
1
C
C
1
3
5
´
+
´
=
,
3
C
2
4
2
4
9
1
C
2
2
2
4
1
´
=
,
3
C
18
所以 X 的分布列为
X
0
1
2
7
5
9
1
P
1
8
18
…
……………………………(5 分)
数学参考答案·第 4 页(共 11 页)
7
5
1
2
3
E(X ) = 0´ +1´ + 2´
=
.
………………………………(8 分)
1
8
9
18
(
2)记 A=“2 个球来自甲袋”, A =“2 个球来自乙袋”, B =“摸到 1 个红球 1 个白球”,
2
3
C
1
1
C
C
1
3
1
3
则 P(AB) = P(A)P(B | A) =
´
=
,
2
4
1
3
C
1
2
C
C
1
2
2
3
C
1
1
C
C
1
3
5
9
P(B) = P(A)P(B | A) + P(A)P(B | A) =
´
+
´
=
,
2
4
2
4
P(AB)
1
3
5
9
3
5
故所求为 P(A| B) =
=
¸
=
.
………………………………(13 分)
P(B)
1
6.(本小题满分 15 分)
1)证明:取 AM 的中点G ,连接
由题可知 PA = PM = 2 ,所以 PG ^ AM ,
因为 AM = AD2 + DM
又因为 BM = BC + CM
所以 AM ^ BM , BG = BM
所以 PG2 + GB2 = PB2 , PG ^ GB .
又 AM I GB = G ,所以 PG ^ 平面ABCM ,
又因为 PG Ì 平面PAM ,所以 平面PAM ^ 平面ABCM .
PG ,GB
(
,
………………………………(2 分)
2
= 2 2 ,所以 PG = DG = 2 ,
= 2 2 ,所以 AM + BM = AB2
+ GM = 10 ,
2
2
2
2
,
2
2
………………………………(4 分)
…
…………………………………………(6 分)
(
2) 解:以 M 为原点,MA 为 x 轴,MB 为 y 轴,平行于 PG
M - xyz
的直线为 z 轴,建立如图 3 所示坐标系
.
P( 2 ,0, 2),B(0,2 2 ,0),C(- 2 , 2 ,0) ,
PB = (- 2 ,2 2 ,- 2),BC = (- 2 ,- 2 ,0) ,
图 3
…
……………………………………(9 分)
设平面 PBC 法向量为 n = (x,y ,z) ,
数学参考答案·第 5 页(共 11 页)
ì
则 í
,令 x =1,得 n = (1,-1,- 3) ,
ïî- 2x - 2y = 0,
…
………………………………………………(11 分)
因为平面 PAM 的一个法向量为 m = (0,1,0) ,
………………………………(13 分)
设平面 PAM 和平面 PBC 夹角为q ,
|
m g n |
所以 cosq = ur r =
m || n | 11
11
.
………………………………………………………(15分)
|
1
7.(本小题满分 15 分)
解:(1)由题得 f ¢(x) = -e-x[x2 - (a +1)x + a] = -e-x (x -1)(x - a) ,
设切点为 (x ,f (x )) ,则 f ¢(x ) = 0 ,解得 x =1或 x = a .
0
0
0
0
0
…
……………………………(2 分)
3
- a
3
e
当 x =1时, f (x ) =
=
=
,解得 a = 0 ;
………………………………(3 分)
0
0
e
a +1
3
e
当 x = a 时, f (x ) =
,
0
0
ea
令 g(a) = e-a (a +1) ,则 g¢(a) = -ae-a
,
故 g(a) 在 ( - ¥,0) 上单调递增,在 (0,+ ¥) 上单调递减,
3
所以 g(a)≤g(0) =1,于是 g(a) = 无解.
e
综上, a = 0 .
………………………………(5 分)
(
2)由(1)对参数 a 作如下讨论:
° 若 a≤0 ,
则当 xÎ(0,1) 时, f ¢(x) > 0 , f (x) 单调递增;当 xÎ(1,2) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减,
1
所以 f (x)max = f (1) > f (0) =1,不合题意;
° 若 0 < a <1,
………………………………(7 分)
2
则当 xÎ(0,a) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减;当 xÎ(a,1) 时, f ¢(x) > 0 , f (x) 单调递
增;当 xÎ(1,2) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减.
所以 f (x)max = max{ f (0),f (1)},
数学参考答案·第 6 页(共 11 页)
3
- a
由于 f (0) =1,只需 f (1) =
≤1 ,解得3 - e≤a <1;
e
…
……………………………(9 分)
3
° 若 a =1,
则当 xÎ(0,2) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减,
所以 f (x)max = f (0) =1,符合题意;
…
……………………………………………………………(11 分)
4
° 若1< a < 2 ,
则当 xÎ(0,1) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减;
当 xÎ(1,a) 时, f ¢(x) > 0 , f (x) 单调递增;当 xÎ(a,2) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减,
所以 f (x)max = max{ f (0),f (a)},
a +1
由于 f (0) =1,只需 f (a) =
≤1,
e
a
a +1 1+1
2
e
由(1)知,当1< a < 2时,
<
=
<1,故1< a < 2 符合题意;
e
a
e
1
…
……………………………………………(13 分)
5
° 若 a≥2,
则当 xÎ(0,1) 时, f ¢(x) < 0 , f (x) 单调递减;当 xÎ(1,2) 时, f ¢(x) > 0 , f (x) 单调递增,
所以 f (x)max = max{ f (0),f (2)},
7
- 2a
3
由于 f (0) =1, f (2) =
≤
<1,故 a≥2符合题意.
e
2
e
2
综上可得, a 的取值范围为[3 - e,+ ¥) .…………………………………………(15 分)
1
8.(本小题满分 17 分)
æ
è
p
ö
ø
(
1)解:因为 F 为抛物线 E:y2 = 2px(p > 0) 的焦点,所以
F ç ,0÷
,
2
æ
è
p
ö
ø
æ
è
p
ö
ø
M ç ,p÷
N ç- ,p÷
因为
,所以
,
2
2
数学参考答案·第 7 页(共 11 页)
1
又因为 △FMN 的面积为 2,所以 ´ p ´ p = 2 ,解得
p = 2
,
2
所以抛物线 E 的方程为 y2 = 4x .
………………………………(5 分)
(
2)①证明:设 A(x,y ),B(x ,y ),C(x ,y ),D(x ,y ) ,
1
1
2
2
3
3
4
4
ì
2
= 4x,
y
联立 í
得 y2 - 4y - 4 = 0 , y + y = 4,y y = -4 ,
x - y -1= 0,
1
2
1
2
î
ì
2
= 4x,
y
联立 í
得 y2 - 4y - 4b = 0 , y + y = 4,y y = -4b ,
x - y - b = 0,
3
4
3
4
î
…
……………………………………………(7 分)
y3 - y
x3 - x1
1
y
2
1
4
y
2
3
4
l :y - y =
(x - x )
,
代入 x1
=
,x3
=
,
AC
1
1
化简得:l :(y + y )y = 4x + y y ①,
AC
1
3
1
3
同理得:l :(y + y )y = 4x + y y ②, ……………………………………………(9 分)
BD
2
4
2
4
联立①②可得:
y y - y y
y y - (4 - y )(4 - y )
4(y + y ) -16
y =
1
3
2
4
=
1
3
1
3
=
1
3
= 2,
y + y - y - y
y + y - (4 - y ) - (4 - y ) 2(y + y ) - 8
1
3
2
4
1
3
1
3
1
3
y = 2
所以 H 在定直线
上;
………………………………(11 分)
解:将 H 坐标
(4,2)
分别代入①②,
②
2
y3 -16
2y4 -16
y =
1
,y2 =
y y = -4
可得:
,因为
,
y3
-
2
y4
-
2
1
2
2
y3 -16
y3 - 2
2y4 -16
y4 - 2
4y y - 32(y + y ) + 256
´
= -4
3
4
3
4
= -4
所以
,
,
y y - 2(y + y ) + 4
3
4
3
4
-
16b +128
7
代入 y + y = 4,y y = -4b ,得
= -4 ,解得b =
,
3
4
3
4
-4b
-
4
2
…
……………………………………………(14 分)
数学参考答案·第 8 页(共 11 页)
1
æ 7
ö
ø
5
4
15 2
2
所以△FCD 的面积为 ´ç -1÷´| y - y |=
(y + y )2 - 4y y =
.
4
3
4
3
3
4
2
è
2
…
…………………………………(17 分)
1
9.(本小题满分 17 分)
= (2an + 2)2
(
1)解:由题得 Sn
2
,
若 S = 2a + 2 ,则令 n =1,得 S = 2a + 2 = a ,即 a = -2 ; ……………………(1 分)
n
n
1
1
1
1
当 n≥2 时, Sn-1 = 2an-1 + 2 , Sn - Sn-1 = 2an - 2an-1 = a ,即 a = 2a
n-1
,
n
n
故{an}是首项为 -2 、公比为 2 的等比数列.
所以 an = -2n
.
……………………(4 分)
……………………(5 分)
2
若 S = -2a - 2 ,则令 n =1,得 S = -2a - 2 = a ,即 a = -
;
n
n
1
1
1
1
3
2
当 n≥2 时, Sn-1 = -2an-1 - 2, Sn - Sn-1 = -2an + 2an-1 = a ,即 a = an-1
,
n
n
3
2
2
故{an}是首项为 - 、公比为 的等比数列.
3
3
n
æ
2
ö
所以 a = -ç ÷ .
n
è 3 ø
注:本小问答案不唯一,除了上述两个还有其它符合题意的数列,可酌情给分.
2)证明:由题得 Sn = p2an
当 n =1时, S1 = p2a1 = a ,解得 a =
(
2
,
1
1+1
2
=
,结论成立;
1
1
p2
2p2
当 n≥2 时, Sn - Sn-1 = p2an
2
- p2an2-1 = an ,即 p2an
2
- an - p2an2-1 = 0 ,
1
± 1+ 4p4a2
n-1
利用求根公式得 an
=
.
……………………(7 分)
2
p
2
1
+ 1+ 4p4an-1
2
1+ 2p2an-
1
2p2
而 an > 0 ,所以 an
=
>
1
=
an-1
+
.
2
p2
2p2
n -1
1
n +1
所以 a = (a - an-1) + (an-1 - an-2 ) +… + (a - a ) + a >
+
=
.
n
n
2
1
1
p2
p2
2p2
2
n +1
综上, an≥
.
……………………(10 分)
2
p
2
数学参考答案·第 9 页(共 11 页)
(
3)解:假设存在等差数列{an}是“ p - q - r 数列”,
设 a = a + (n -1)d = dn + (a - d) ,
n
1
1
n(n -1)
d
æ
è
d ö
则 S = na +
d =
n
2
+ ça - ÷n ,
n
1
1
2
2
2
ø
é
d
æ
è
d
ö ùr
ø û
代入 Sn
r
= (pan + q)2 得, ê
n
2
+ ça - ÷nú = [pdn + p(a - d) + q]2
.
1
1
ë
2
2
若 d = 0 ,则 (a1n)r = (pa1 + q)2 ,此时 a = 0 , q = 0 , pÎR ,即 a = 0 ;
1
n
…
…………………………(12 分)
d
æ
è
d ö
若 d ¹ 0 ,则 p ¹ 0 , r =1,即
n
2
+ ça - ÷n = [pdn + p(a - d) + q]2
,
1
1
2
2
ø
d
1
2p2
比较等式两边 n2 的次数可知, = p2d
2
,即 d =
.
2
2
1
æ
1
4p2
ö
é
1
æ
1
2p2
ö
ù
此时
n
2
+ ça -
÷n = ê n + pça -
÷ + qú ,
4
p
2
è
1
ø
ë2p
è
1
ø
û
ù
æ
1 ö
1
1 é æ
1 ö
所以 a1 -
=
ê pça -
÷ + qú , pça -
÷ + q = 0 .
1
2p2
1
2p2
4
p2 p ë
è
ø
è
ø
û
1
1
所以 a1 =
, pq =
.
4
4
p2
4
1
1
2p2
2n -1
4p2
此时 an =
+ (n -1)´
=
.
p
2
1
2n -1
4p2
综上,当 pÎR , q = 0 , r ÎN* 时, an = 0 ;当 pq = , r =1时, an =
;
4
其余情形{an}不存在.
………………………………(15 分)
当{an}存在时,
①
②
若 pÎR , q = 0 ,则 (p -1)2 + (q -1)2 = (p -1)2 +1 的最小值为1;
1
若 pq = ,则由 (p + q)2≥4pq =1得 p + q≥1或p + q≤-1,当且仅当 p = q 时取等.
4
3
2
而 (p -1)2 + (q -1)2 = (p + q)2 - 2(p + q) - 2pq + 2 = (p + q)2 - 2(p + q) +
1
=
(p + q -1)2
+
,
2
数学参考答案·第 10 页(共 11 页)
1
1
2
所以当 p + q =1,即 p = q = 时, (p -1)2 + (q -1)2 取到最小值
.
2
1
综上, (p -1)2 + (q -1)2 最小值为 ,此时 an = 2n -1.
……………………(17 分)
2
数学参考答案·第 11 页(共 11 页)
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